PNAS：microRNA或可成为早期癌症检测生物标记-生物研究-生物谷

美国弗雷德哈钦森癌症研究中心（FredHutchinsonCancerResearchCenter）发现microRNA分子——一种有效调控基因表达的重要分子——为癌细胞所释放并且进入血液循环中，这使得这类小分子可以被开发为一种新的生物标记用于检测最早期癌症。有关结果发表在在7月28日的 ProceedingsoftheNationalAcademyofSciences 上。华盛顿大学医学院、美国西雅图退伍军人PugetSound保健中心参与了该研究。研究项目得到国立癌症研究所、太平洋卵巢癌研究协会优秀特殊研究项目、太平洋西北前列腺癌优秀特殊研究项目、血液学优秀研究项目中心以及PaulAllen基金会共同资助。

弗雷德哈钦森癌症研究中心人类生物学和临床研究部助理研究员Tewari解释称，作为一个细胞不同部分的“刹车”，microRNA可以调控靶基因的表达，从而使基因处于控制之中，这类分子与以蛋白为基础的早期癌症检测系统有明显的优势，这主要表现在它们更易于检测（用量低），并且现有的技术更能快速地建立起microRNA为基础的早期检测系统。Tewari的主要工作就是致力于搞清楚这种刹车在前列腺癌和乳腺癌中为何失灵（在这类癌症中受microRNA调控的基因失控）。

既然有上述的原理和证据支持，那么下一步就是鉴定出能代表处于早期不同实体肿瘤癌症存在的microRNA分子，并且进一步开发这种技术已达到微量检测这种microRNA分子的目的。

为了这项研究，Tewari和他的合作者检测了患有前列腺癌的小鼠及人的血液，并与正常组作为对照。他们检测了试验组和对照组的由肿瘤所产生的microRNA分子，基于对microRNA的检测结果，他们可以区分哪个个体患有癌症。这项研究显示，此前认为在血液中并不认为可以作为癌症标记分子的microRNA分子，对于早期癌症的诊断可以有重大意义。

Tewari表示，导致血浆和血清中microRNA标记分子的发现来源于一系列观察。microRNA广泛参与了正常细胞的诸多细胞活动，包括胚胎的发育和细胞的分化。这类小分子参与调节其特异靶基因的表达，从而控制蛋白的产生。人类能编码mRNA的基因约有30，000个。人类基因组编码超过500个已知的microRNA，每个可以有数百个mRNA的靶分子。

人类自身存在的microRNA分子也是最近才发现的。Tewari的研究小组最初研究了这类分子在癌症发生和保持过程中的作用。在这个研究过程中，他们发现microRNA分子在细胞外的循环并且能明显保持稳定。研究人员惊奇地发现在血浆和血清中存在有microRNA分子，并且这种分子独立于细胞之外，也不能被血液中降解其他RNA分子的酶降解。对于这类microRNA分子如何抵御RNA酶的降解以及它们怎么进入血液，到目前为止完全是一个谜。

这也导致研究人员进入另外一个新的研究方向，那就是证明与癌症相关的microRNA分子是否能被发现。早期对蠕虫和果蝇等模式动物的研究显示某些microRNA分子在某些特异的细胞中有特异的表达而在其他地方则没有。

论文阐述在血浆和血清等血液组分中发现microRNA分子的详细步骤，记录了这类microRNA分子甚至可以在室温放置24小时之后反复冻融八次而保持稳定的现象，表明由肿瘤产生的microRNA分子进入血液循环的量足够其作为癌症的生物标记。

作者表示，新研究结果提供了一种理论和实验基础，将激励全世界的科学家研究利用microRNA分子作为分子标记研究各种癌症的发生。现有的成熟的技术，包括定性和定量microRNA分子的技术，比如用于DNA扩增的聚合酶链式反应（PCR）技术，表明利用microRNA分子作为分子标记的方法比传统的蛋白分子标记方法将更加有效，这也克服分子标记在抗体制备和定量分析上发展所遇到的瓶颈。（生物谷）

生物谷推荐原始出处：

PNAS published ahead of print July 30, ,doi:10.1073/pnas.0804549105

Circulating microRNAs as stable blood-based markers for cancer detection

Patrick S. Mitchell†,‡, Rachael K. Parkin†,‡, Evan M. Kroh†,‡, Brian R. Fritz†,§, Stacia K. Wyman†, Era L. Pogosova-Agadjanyan¶, Amelia Peterson†, Jennifer Noteboom‖, Kathy C. O"Briant††, April Allen††, Daniel W. Lin‖,††,‡‡, Nicole Urban††, Charles W. Drescher††, Beatrice S. Knudsen††, Derek L. Stirewalt¶, Robert Gentleman††, Robert L. Vessella‖,‡‡, Peter S. Nelson†,¶, Daniel B. Martin†,§§, and Muneesh Tewari†,¶,¶¶

Abstract

Improved approaches for the detection of common epithelialmalignancies are urgently needed to reduce the worldwide morbidity andmortality caused by cancer. MicroRNAs (miRNAs)are small (≈22 nt) regulatory RNAs that are frequently dysregulated incancer and have shown promise as tissue-based markers for cancerclassification and prognostication. We show here thatmiRNAs are present in human plasma in a remarkably stable form that is protected from endogenous RNase activity.miRNAsoriginating from human prostate cancer xenografts enter thecirculation, are readily measured in plasma, and can robustlydistinguish xenografted mice from controls. This concept extends tocancer in humans, where serum levels of miR-141 (a miRNAexpressed in prostate cancer) can distinguish patients with prostatecancer from healthy controls. Our results establish the measurement oftumor-derived miRNAs in serum or plasma as an important approach for theblood-based detection of human cancer.

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